CN202345675U

CN202345675U - 汽车多信号防误踩油门智能制动装置

Info

Publication number: CN202345675U
Application number: CN2011204257401U
Authority: CN
Inventors: 杜春臣; 孙浩; 张文广
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2021-11-01

Abstract

本实用新型公开了一种汽车多信号防误踩油门智能制动装置，包括汽车及其控制台，汽车上有速度传感器、电子油门踏板和制动踏板，在汽车的前面中央安装有激光雷达，汽车前面两侧安装有摄像头，在控制台上有相连接的信号接受转换模块、单片机和信号发射装置，速度传感器、电子油门踏板、激光雷达和摄像头均与单片机的输入接口相连接，在车内还设有与信号发射装置连通的提醒报警装置，在制动踏板上连接有步进电机，信号发射装置与步进电机连通。具有提前预警，图像辅助主动判断，信号全面，控制准确，多层次避免紧急状况发生等优点。

Description

汽车多信号防误踩油门智能制动装置

技术领域

本实用新型属于摄像头、激光雷达应用领域，具体涉及汽车紧急制动时，避免误把油门当刹车的多信号智能控制装置。

背景技术

近几年来，随着经济增长和汽车行业的发展，我国汽车的保有量呈迅速上升趋势，道路车辆密集度也越来越大，因此汽车驾驶的安全问题也日益凸现出来。尤其是非专业驾驶员也越来越多，紧急情况下错误操作导致交通事故占较大比例。

从目前汽车的使用情况来看，油门踏板和制动踏板均有右脚交替控制，对于新手驾驶员，甚至麻痹大意的专业驾驶员在出现紧急情况制动时，由于慌张误把油门当作制动踏板使用而发生车祸。

在当前的研究技术中，也有一些防止驾驶员刹车时误踩油门的文献。比如在油门踏板位置安装速度传感器，判断紧急制动状况，通过机械连接断油熄火以或辅助装置提醒驾驶员实现汽车减速制动；通过在汽车前部安装超声波雷达，扫描前方是否存在障碍，提前提醒驾驶员，减速驾驶员慌张误操作的概率；通过雷达和速度传感器的二者信号处理，来判断紧急情况误操作，实现汽车怠速行驶以降低车速。这些思路和方法都在很大的程度上，对驾驶员误踩油门当刹车起了修正作用，但是首先都没有完成避免误踩油门的提醒，以及完成驾驶员要进行紧急制动这一基本操作。

因此，提供一种信息可靠，判断准确，分阶段避免危险事故发生，不仅可以控制误踩油门，而且实现驾驶员意图，完成紧急刹车制动的智能制动装置，对于保障人车安全具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种多信号防误踩油门智能制动装置。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术解决方案予以实现：

一种汽车多信号防误踩油门智能制动装置，包括汽车及其控制台，汽车上有速度传感器、电子油门踏板和制动踏板，其特征在于，在汽车的前面中央安装有激光雷达，汽车前面两侧安装有摄像头，在控制台上有相连接的信号接受转换模块、单片机和信号发射装置，速度传感器、电子油门踏板、激光雷达和摄像头均与信号接受转换模块的输入接口相连接，在车内还设有与信号发射装置连通的提醒报警装置，在制动踏板上连接有步进电机，信号发射装置与步进电机连通。

本实用新型的其他特点是：

所述的单片机采用ATMEGA16单片机。

所述的雷达采用探测距离较远的激光雷达，安装在汽车前部。

所述摄像头采用红外夜视摄像头，以增加探测视野，尤其是在夜间视野不清晰的多发事故条件下起关键作用。

本实用新型的汽车多信号防误踩油门智能制动装置，在即将达到预警装置前的设定范围内，进行预警提醒，提醒驾驶员进行主动操作，驾驶员可以通过摄像头显示图像，主观判断是否为错误警报或者该如何操作，此时还处于安全距离内，驾驶员不必慌张，冷静制动。如若已经达到非安全距离，单片机根据速度传感器，激光雷达，红外摄像头传输的信号，超过系统设定的阈值，单片机发出信号，发动机进行怠速控制，步进电机控制油门踏板操作，并且拉下制动踏板，进行主动操作制动，避免驾驶员误踩油门制动。具有提前预警，图像辅助主动判断，信号全面，控制准确，多层次避免紧急状况发生等优点。

附图说明

图1为本实用新型的控制原理示意图。

图2为本实用新型的安装位置示意图。图中的标号分别表示：1、摄像头，2、激光雷达，3、控制台，4、安全距离。

图3为本实用新型的单片机信号原理图。

图4为本实用新型的复位装置原理图。

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的解释。

具体实施方式

参照图1，本实施例给出一种汽车多信号防误踩油门智能制动装置的硬件结构，包括汽车及其控制台，制动踏板，单片机，接受转换模块，提醒报警装置，信号发射装置，电子油门踏板，速度传感器，红外摄像头(数量2个，汽车前面两侧分别安装一个)，激光雷达，步进电机，电子油门踏板包括位移传感器。

其中速度传感器、电子油门踏板、激光雷达和摄像头均与信号接受转换模块的输入接口相连接；信号接受转换模块，、信号发射装置分别连接单片机，制动踏板和步进电机连接。

由于激光雷达的探测距离较远，探测到即将到达危险距离时，开启报警提醒装置，同时显示摄像头成像，提醒驾驶员主动操作；到达设定危险距离时，单片机发出发动机怠速控制信号和触发信号给步进电机，进行自动控制。

其原理是，首先利用激光雷达波，来探测车辆远处的障碍物，即将到达非安全距离的一定范围时，起动报警提醒装置；其次，到达非安全距离时，综合考虑红外摄像头，激光雷达波，速度传感器以及电子制动踏板的综合信号，准确判断出当前处于紧急制动误踩油门状态，停止油门踏板工作，电子操作制动踏板，实现驾驶员真正的意图。大大减少了单纯依赖雷达波的误判状态，引起的实际操作的不便。由于采用多信号判断，准确性高，主动完成制动操作，不同于辅助制动的一种智能制动装置。

在本实施例中，单片机采用Atmel公司生产的ATMEGA16单片机，其信号原理如图3所示。

采用本实用新型的汽车多信号防误踩油门智能制动装置，通过激光雷达、速度传感器以及摄像头获取前方目标信息，传递给单片机信号接收转换装置，经单片机计算处理后，即将到达非安全距离的一定范围内(比如定义安全距离为20米，图2)，此时，单片机发出信号给报警提醒装置，提醒驾驶员注意前方障碍目标，驾驶员根据摄像头提供的图像信息，主观判断是否应该采取制动措施，以避免到达非安全距离。

若驾驶员采取操作后，单片机继续接受信息，但不发出控制指令。

若驾驶员没有做出正常反应，车辆到达非安全距离，此时单片机根据油门踏板位置的电压模拟信号，得到油门踏板的运动加速度。如果该值大于设定阈值，可以判断驾驶员进行急踩油门动作，单片机发出信号，报警装置启动，即避开驾驶员采取自动操作；同时发出控制指令，控制节气门实现发动机怠速运转；与此同时，触发步进电机，通过绳索拉下制动踏板，进行制动减速。

危险情况结束时，驾驶员可以通过控制按钮复位，如图4所示，向单片机发出指令，步进电机复位，节气门位置打开，车辆处于正常工作状态。

综上，本实用新型的汽车多信号防误踩油门智能制动装置，能制动装置在充分考虑多种信息的情况下，分预警，紧急制动以及事后复位三个步骤。不仅完成提醒功能，而且在紧急情况下，阻止了驾驶员的错误操作已经实现其正确意图，对于预防交通事故提供了很大的保障。其优点是：

(1)提前预警装置，提醒驾驶员进行更为主动的操作，避免单纯机械的错误判断。另外，预警提示和紧急报警的声音设置可不同，便于驾驶员区分当前状态。

(2)红外摄像头提供驾驶员更为精确的前方视觉信息，尤其是在夜间行车时。

(3)独立存在的单片机系统，减少了车载ECU负担，以及在本实用新型出现问题时方便拆卸调整。

(4)激光雷达探测距离较远，更有利于在没有达到非安全距离时提早避免。

(5)在紧急情况下，不仅阻止了驾驶员误踩油门带来的危害，而且，完成驾驶员的制动意图。

(6)单片机接受处理速度传感器，激光雷达，摄像头，以及电子油门踏板等多项信息，更准确的识别紧急状况，避免信息不足引起的干扰驾驶。

Claims

1.一种汽车多信号防误踩油门智能制动装置，包括汽车及其控制台，汽车上有速度传感器、电子油门踏板和制动踏板，其特征在于，在汽车的前面中央安装有激光雷达，汽车前面两侧安装有摄像头，在控制台上有相连接的信号接受转换模块、单片机和信号发射装置，速度传感器、电子油门踏板、激光雷达和摄像头均与信号接受转换模块的输入接口相连接，在车内还设有与信号发射装置连通的提醒报警装置，在制动踏板上连接有步进电机，信号发射装置与步进电机连通。

2.如权利要求1所述的汽车多信号防误踩油门智能制动装置，其特征在于，所述的单片机采用ATMEGA16单片机。

3.如权利要求1所述的汽车多信号防误踩油门智能制动装置，其特征在于，所述的摄像头采用红外夜视摄像头。